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2014-02-05T10:36:52Z

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[[多糖]]是由很多[[分子]]单糖以苷键结合而成的高分子碳水化合物，可用通式（C6H10O5）n表示。组成多糖的单糖可以相同也可以不同。由相同的单糖组成的多糖称为均多糖，如[[淀粉]]、纤维素和[[糖原]]；以没的单糖组成的多糖称为[[杂多糖]]，如[[阿拉伯胶]]是由[[戊糖]]和[[半乳糖]]等组成。多糖不是一种纯粹的化学物质，而昌聚合程度不同的物质的混合物。

多糖在自然界分布极广，亦很重要。有的是构成动植物骨架结构的组成成分，如纤维素；有的是作为动植物储藏的养分，如糖原和淀粉；有的具有特殊的[[生物]]活性，像人体中的[[肝素]]有抗凝血作用，[[肺炎]]球菌[[细胞壁]]中的多糖有[[抗原]]作用。

多糖大部分为无定形粉末，没有甜味，无一定熔点，大多数不溶于水，个别能与水形成[[胶体溶液]]。多糖没有还原性和[[变旋]]现象，尽管多糖末端含有[[半缩醛]][[羟基]]，但因相对分子质量很大，其还原性和变旋现象极不显著。多糖也是[[糖苷]]，所以可以水解，在水解过程中，往往产生一系列的中间产物，最终完全水解得到单糖。

== 一、多糖的结构==

多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千万。结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷键。结构单位可以连成[[直链]]，也可以形成支链，直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键9如纤维素）连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。

== 二、重要的多糖==

'''（一）淀粉'''

淀粉广泛地存在于许多植物的种子、[[块茎]]和根中，如大米中约含70%-80%，[[小麦]]中约含60%-65%，[[马铃薯]]中约含20%。

淀粉是白色无定形粉末，没有还原性，不溶于一般有机溶剂。淀粉可分为糖淀粉（又称[[直链淀粉]]）胶淀粉（又称[[支链淀粉]]）。糖淀粉和胶淀粉在结构和性质上有一定区别，它们在淀粉中所占比例随植物品种而不同，一般糖淀粉的含量为20%-30%，胶淀粉含量为70%-80%。两者经酸水解后最终产物都是D-[[葡萄糖]]。

纯的糖淀粉不易溶于冷水，在热水中不成糊状。糖淀粉的相对分子质量约为150000-600000，它是由许多D-葡萄糖单位通过α-1，4-苷键连接而成的链状[[化合物]]。

{{图片|gmoq5tyr.jpg|}}

{{图片|gmoq656a.jpg|糖淀粉的结构}}

糖淀粉的结构

由于糖淀粉分子链很长，因此不可能以线型分子存在，而是在分子内氢键的作用下，卷曲盘旋成螺旋状，每个螺圈约含六个D-葡萄糖单位。此外，在主链上还有少数短分支。

{{图片|gmoq5zb8.jpg|糖淀粉分子的基间状态}}

糖淀粉分子的基间状态

糖淀粉遇碘呈蓝色，这并不是碘与淀粉之间形成了化学键，而是由于糖淀粉螺旋状结构的中空穴部分恰好能容纳碘分子，二者之间借助于范德华力形成一种蓝色的[[包合物]]，如图21-1所示。此显色反应常用来检验淀粉或碘的存在。

{{图片|gmoq5xx2.jpg|碘－淀粉包合物结构示意图}}

图21-1　碘－淀粉包合物结构示意图

胶淀粉与糖淀粉相比，具有高度分支，且所含葡萄糖单位要多得多，胶淀粉相对分子质量可高达1000000-6000000。纯的胶淀粉不溶于冷水，在热水中[[膨胀]]而成糊状。它的主链同样是由D-葡萄糖以α-1，4-苷键相连，此外每隔20-25个葡萄糖单位，还有一个以α-1，6-苷键相连的支链。

{{图片|gmoq60sk.jpg|胶淀粉的分支状结构示意图}}

图21-2　胶淀粉的分支状结构示意图

淀粉在水解过程中可生成各种[[糊精]]和[[麦芽糖]]等一系列中间产物，最终产物是D-葡萄糖。糊精是相对分子质量较小的多糖，包括紫糊精、红糊精和无色糊精等。淀粉和糊精与碘溶液作用可产物不同颜色，此种颜色煮沸时消失，放冷又重现。淀粉水解可用酶或酸来[[催化]]，水解进程可用碘液与其作用的颜色变化来判断。

（C6H10O5）n→(C6H10O5)n-x→C12H22O11→C6H12O6

淀粉→紫糊精→红糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖

（蓝色）（紫糊精）（红色）（无色）（无色）（无色）

'''（二）糖原'''

糖原是动物体内贮存的一种多糖，双称为动物淀粉，主要存在于[[肝脏]]和[[肌肉]]中，因此有[[肝糖原]]和[[肌糖]]原之分。正常情况下，肝脏中糖原的含量达10%-20%，肌肉中的含量达4%。人体约含糖原400g，糖原在体内的贮存有重要意义，它是机体活动所需能量的重要来源。当[[血液]]中葡萄糖含量增高时，多余的葡萄糖就转变成糖原贮存于肝脏中，当血液中葡萄糖含量降低时，肝糖原就分解为葡萄糖进入血液中，以保持血液中葡萄糖的一定含量。

糖原是葡萄糖多分子缩合物，在结构上与[[胶原]]淀粉相似，其结构单位D-葡萄糖之间以α-1，4-苷键结合，链和链之间的连接点以α-1，6-苷键结合。在糖原中每隔8-10个葡萄糖单位就出现α-1，6-苷键　。糖原的分子比胶淀粉更大，分支更多，结构更复杂（图21-3），相对分子质量可高达1×108。

{{图片|gmoq64hu.jpg|糖原的分去状结构示意图}}

图21-3　糖原的分去状结构示意图

糖原是无定性粉末，溶于热水，溶解后呈胶体溶液。糖原溶液遇碘呈紫红色。糖原水解的最终产物是D-葡萄糖。

'''（三）纤维素'''

纤维素是植物细胞壁的主要成分，是构成植物支撑组织的基础。[[棉花]]几乎全部是由纤维素所组成（占98%），[[亚麻]]中约含80%，木材中[[纤维]]平均含量约为50%，此外，发现某些动物体内也有动物纤维素。

纤维素的结构单位也是D-葡萄糖，和糖淀粉相似也是无分支的链状分子，但结构单位之间以β-1，4-苷键结合而成长链。经X[[射线]]测定，纤维素分子的链和链之间借助于分子间的氢键拧成像绳索状的结构（图21-4），这咱绳索状的结构具有一定的机械强度和韧性，故在[[植物体]]内起着支撑的作用。

{{图片|gmoq62gd.jpg|}}

{{图片|gmoq63uo.jpg|纤维素的结构}}

纤维素的结构（[[构象]]式）

{{图片|gmoq5vsb.jpg|绳索状纤维素链示意图}}

图21-4　绳索状纤维素链示意图

纤维素是白色物质，不溶于水，无还原性。纤维素比淀粉难水解，一般需要在浓酸中或用[[稀酸]]在加压下进行。在水解过程中可以得到纤维[[四糖]]、纤维[[三糖]]、[[纤维二糖]]、最终产物是D-葡萄糖。人的[[消化道]]中水解[[淀粉酶]]只能水解α-1，4-苷键，而不能水解β-1，4-苷键，所以纤维素不能作为人的营养物质，但食物中的纤维素能促使肠[[蠕动]]，具有[[通便]]作用。

纤维素与氯[[乙酸]]钠CH2CLCOONa反应生成[[羧甲基纤维素钠]]（CMC）。它是白色吸湿性粉末，可溶于冷、热水中，是性能良好的[[混悬剂]]、[[乳化剂]]、粘合剂和延效剂。

{{图片|gmoq6373.jpg|羧甲基纤维素钠结构}}

羧甲基纤维素钠结构

'''（四）[[粘多糖]]'''

粘多糖是由[[氨基己糖]]与[[糖醛酸]]两种[[己糖]][[衍生物]]所组成的[[二糖]]单元聚合而成的直链[[高分子化合物]]。因其中很多具有粘性，所以称为粘多糖（又称氨基多糖0。粘多糖是[[结缔组织]]的主要成分，组织间质及腺体分泌的粘液中均含有。生物体内粘多糖往往与[[蛋白质]]结合成[[粘蛋白]]，粘蛋白分子常同时连接多外粘多糖，因而粘多糖的比例常超过蛋白质部分，因此粘蛋白又称为[[蛋白]]多糖。

1．[[透明质酸]]

透明质酸与蛋白质结合，存在于[[眼球]][[玻璃体]]、[[角膜]]及[[脐带]]中，结缔组织中也含有。它与水形成粘稠[[凝胶]]，有润滑和保护[[细胞]]的作用。

透明质酸是由β-D-[[葡萄糖醛酸]]和N-乙[[酰基]]-D-[[氨基葡萄糖]]通过β-1，3-苷键连接成二糖衍生物，并以此为重复单元再通过β-1，4-苷键互相连接成透明质酸。其结构如下：

{{图片|gmoq5unj.jpg|β－D-葡萄糖醛醛酸　N-乙酰基－D-氨基葡萄糖}}

β－D-葡萄糖醛醛酸　N-乙酰基－D-氨基葡萄糖

透明质酸的水溶液具有高度粘性，它可被[[透明质酸酶]]水解而降低其粘性。在某些毒蛇和[[细菌]]中含有这种透明质酸酶，可使组织中的透明质酸水解，使[[毒液]]或[[病原体]]容易侵入。在[[精液]]中也含有多量透明质酸酶，它可使[[卵子]]外表的透明质酸水解，使[[精子]]易与卵子结合而受精。

2．[[硫酸]]软骨腩

硫酸软[[骨质]]存在于大多数结缔组织中，是[[软骨]]、腱和骨的主要结构成分，软骨中的软骨粘蛋白是硫酸软骨质与蛋白质结合而成的。已知的硫酸软骨质有A，B，C三种。硫酸软骨质A的结构与透明质酸相似，只是在重复结构单元中的氨基糖为N-乙酰基半乳糖，并在其C-4或C-6上的羟基与硫酸成酯。其结构如下：

{{图片|gmoq5xaa.jpg|}}

β-D-[[艾杜糖]]醛酸　N-乙酰基-D-[[氨基半乳糖]]-6-硫酸酯

硫酸软骨质A

上述结构中，如醛酸为D-艾杜糖醛酸即为硫酸软骨质B；若4-硫酸酯变为6-硫酸酯即为硫酸软骨质C。

{{图片|gmoq5zzc.jpg|}}

β-D-艾杜糖醛酸　N-乙酰基-D-氨基半乳糖-6-硫酸酯

近年来在临床上用硫酸软骨质治疗[[肾炎]]、急慢性[[肝炎]]、[[偏头痛]]、[[动脉硬化]]及[[冠心病]]等。

3．肝素

肝素是一种比较简单的粘多糖，相对分子质量为3000-35000。肝素存在于动物的肝、肺、[[血管]]壁、肌肉和肠粘膜等部们，因最初在肝中发现，所以叫做肝素。肝素是[[凝血酶]]的[[对抗物]]质，能使凝血酶失去作用，因而血液在体内的不致凝固。临床上应用肝素的抗凝血作用，以防止某些手术后可能发生的[[血栓形成]]及脏器的粘连。

肝素的结构较复杂，一般认为它是由α-L-艾杜糖醛酸-2-硫酸酯、N-磺基-α-D-氨基葡萄6-硫酸酯、β-D-[[葡萄]]醛酸和N-磺基-α-D-氨基葡萄糖-6-硫酸酯以苷键结合成“四糖”作为结构单元，再由“四糖”聚合成多糖。

{{图片|gmoq5wmh.jpg|}}

α-L-艾杜糖　N-磺基-α-D-氨基　β-D-葡萄糖　N-磺基-α-D-氨基

醛酸-2-硫酸酯　葡萄糖-6-硫酸酯　醛酸　葡萄糖-6-硫酸酯

肝　素

'''（五）[[右旋糖酐]]'''

右旋糖酐是一种合成的葡萄糖物，为一重要的[[血容量扩充剂]]，用于大量[[失血]]后补[[充血]]液容量，提高[[血浆]][[胶体渗透压]]，有改善[[微循环]]等作用。临床上应用的右旋糖酐相对分子质量约在75000左右，大约含有400～500个葡萄糖单位，它们主要通过α-1，6-苷键相连接，杂有少量的α-1，3-苷键和α-1，4-苷键相连接的分支。

{{图片|gmoq61q2.jpg|}}

临床上一般用其6%的[[生理盐水]]溶液，因为它和血浆等渗，粘度也和血浆相同。

近年来，发现有些多糖,特别是[[多聚葡萄糖]]具有显著的抗癌活性，因此引起各国家者的广泛研究。这类多糖主要在D-葡萄糖通过β-1，3-苷键相互缩合而成，对某些实验动物[[肿瘤]]有明显的抵制作用，而且[[毒性]]很低。例如，从香菇中分离出的[[香菇多糖]]具有β-1，3-葡萄糖苷键，是一种直链多糖，呈显著的抗癌活性。由[[茯苓]]中分离的[[茯苓多糖]]具有β-1，3-葡萄糖苷键与少量β-1，6-葡萄糖苷键，也有显著的抗癌活性。

{{图片|gmoq5yms.jpg|香菇多糖}}

香菇多糖
==参看==
*[[多糖]]
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医用化学/多糖 - 版本历史

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